Устройство для определения характеристик направленности электромагнитно-акустического преобразователя

 

Изобретение относится к средствам акустического контроля ферромагнитных изделий, нагретых выше точки Кюри, и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии ..изделий металлургического производства электромагнитно-акустическим (ЭМА) методом. Целью изобретения является повышение точности контроля при исследовании характеристик направленности ЭМА-преобразователя за счет повышения значения отношения сигнал/шум. Для этого устройство снабжено нагревательным элементом с терморегулятором, установленным в зоне возбуждения ультразвука ЭМА-преобразователем в ферромагнитном цилиндре и обеспечивающим повышение эффективности ЭМА-преобразования за счет нагрева ферромагнетика до точки Кюри, и системой автоматического регулирования охлаждения противоположного цилиндрического торца образца с пьезоприемником, обеспечивающей эффективную работу пьезопреобразователя регистрации ультразвуковых волн. 1 ил. г со

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

С04

РЕСПУБЛИК

0% (11) (1)5 G 01 tl 29 04 (Г. V

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО иэоБРБ "";ниям и ОтнРытиям

ПРИ fHHT СССР (21) 4609749/28 (22) 24. 11.88 (46) 23.06.91. Бюл. Р 23, (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) С.Ю.Гуревич, Ю.Г.Гальцев и А.Ф.Маскаев (53) 620. 179.!4 (088.8) (56) Дефектоскопия, 1971, к 4, с. 87-91.

Дефектоскопия, 1981, h» 4, с. 76-81. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАПРАВЛЕННОСТИ ЭЛЕКТРОИАП1ИТНО-АКУСТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к средствам акустического контроля ферромагнитных иэделий, нагретых выше точки

Кюри, и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии иэделий

Изобретение относится к контроль" но-измерительной технике и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии изделий металлургическогп производства, нагретых выше точки

Кюри.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет повышения точности измерения характеристики направленности электромагнитноакустического (ЭИА) преобразователя.

1la чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства, Устройство содержит эталонный ферромагнитный образец 1 цилиндрической металлургического производства электромагнитно-акустическим (ЭМА) методом.

Целью изобретения является повышение точности контроля при исследовании характеристик направленности ЭМА-преобразователя за счет повышения значения отношения сигнал/шум. Для этого устройство снабжено нагревательным элементом с терморегулятором, установленным в зоне возбуждения ультразвука ЭИА-преобразователем в ферромагнитном цилиндре и обеспечивающим повышение эффективности ЭИА-преобразования за счет нагрева ферромагнетика до точки Кюри, и системой автоматического регулирования охлаждения противоположного цилиндрического торца образца с пьезоприемником, обеспечиваюцей эффективную работу пьезопреобразователя регистрации ультразвуковых Волн ° 1 иле формы со сферическими и плоскими торцами, генератор 2 высокочастотных колебаний, подключенный к катушке 3 индуктивности ЭИА-преобразователя, установленной на плоском торце образца 1, последовательно подключенные пьеэопреобразователь 4, установленный у сферической поверхности образца 1, усилитель 5 и индикатор 6, последовательно включенные первую термопару 7, первый потенциометр 8, регулятор 9 тока и индуктор 10, охватываюций образец 1 у плоского торца, последовательно соединеннйе вторую термопару 11, второй потенциометр 12

3 16580 и блок 13 управления с электроклапаном. 14, и водяную рубашку 15, гидравлически связанную с электроклапаном .14 и охватываюплж сферический конец образца 1. Термопары 7 и 11 установ5 лены соответственно у плоского и сферического торцов образца 1. Контролируемьп1 ЭИА-преобразователь включает катушку 3 индуктивности, подключенную,10 к генератору 2, и систему намагничивания в виде полюсов постоянного магнита 16, установленных вблизи плоского торца образца 1.

Устройство работает следующим образом.

Высокочастотный ток, поступающий от генератора 2 к ЭИА-преобразователю, эа счет объемной магнитострикции в области парапроцесса при повышенных температурах материала образца 1 возбуждает упругие продольные волны.

Область парапроцесса достигается сильным магнитным полем магнита 16 ЭИАпреобразователя °

ТермоЭДС с термопары 7 через потенциометр 8 поступает на регулятор

9 цилиндрического индуктора 10. Индуктор 10 нагревает плоский торец образца 1 до температуры, близкой точке

Кюри, что увеличивает эффективность возбуждения в ферромагнитном образце

1 продольных ультразвуковых волн ЭИАпреобразователем.

Для повышения точности измерения необходимо устранить нестабильность температуры сферического торца образ ца 1, на котором регистрируются ультразвуковые сигналы. Поскольку противоположный торец образца нагревается до точки Кюри материала образца, то

40 вследствие теплопроводности сферическая поверхность также будет нагреваться. Это приведет к повышению температуры пьеэоприемника, снижению его пьезоэлектрических свойств и снижению 45 точности измерений. Для повышения точности измерения термоЭДС с термопары 11 через потенциометр 12 поступает на блок 13 управления электрокла.пана 14, который обеспечивает необхо- 50

7» димое количество охлаждающей жидкости, поступающей в рубанку 15.

Принятый с пьезопреобразователя 4 сигнал после усилителя 5 поступает на вход индикатора 6. Перемещением пьезопреобразователя 4 по сферической говерхности образца 1 определяют зависимость амплиТуды сигнала от угла наблюдения.

Таким образом, предлагамое устройство позволяет определять характеристики направленности ЭИЛ-преобразователя продольных волн с меньшей погрешностью за счет роста отношения сигнал/шум вследствие наличия системы локального нагрева материала цилиндра со стороны ЭИА-преобразователя и стабилизации температуры со стороны пьезоприемника.

Ф о р м у л а и з о б р е т е л и я

Устройство для определения характеристик направленности электромагнитно-акустического (ЭИА) преобразователя, содержащее эталонный ферромагнитный образец цилиндрической формы со сферическим и плоским торцами, генератор высокочастотных колебаний, предназначенный для подключения к катушке индуктивности контролируемого

ЭИА-преобразователя, последовательно включенные пьезопреобразователь, установленный на сферическом торце образца, усилитель и индикатор, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными термопарой, потенциометром, регулятором тока и цилиндрическим индуктором, охватывающим эталонный образец у его плоского торца, последовательно соединенными второй термопарой, вторым потенциометром, блоком управления с электроклапаном, водяной рубашкой, гидравлически связанной с электроклапаном и охватывающей эталонный образец вблизи его сферического торца, а первая и вторая термопары установлены соответственно с плоского и сферического торцов образца.

208

Составитель В.Филинов

Редактор Т.Иванова Техред М.Моргентал Корректор 11.0àìáîðñêàÿ

Заказ 2432 Тираж 401 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101